Las pilas de combustible se han promocionado como una solución más limpia para las necesidades energéticas del mañana. con aplicaciones potenciales en todo, desde automóviles hasta computadoras.

Pero una de las razones por las que las pilas de combustible aún no están más extendidas es su falta de resistencia. Tiempo extraordinario, los catalizadores utilizados incluso en las celdas de combustibles de última generación se descomponen, inhibiendo la reacción química que convierte el combustible en electricidad. Además, la tecnología actual se basa en pequeñas partículas recubiertas con el catalizador; sin embargo, El área superficial limitada de las partículas significa que solo una fracción del catalizador está disponible en un momento dado.

Ahora, un equipo de ingenieros de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Yale ha creado un nuevo sistema de catalizador de celda de combustible utilizando nanocables hechos de un material novedoso que aumenta el rendimiento a largo plazo en 2,4 veces en comparación con la tecnología actual. Sus hallazgos aparecen en la portada de la edición de abril de ACS Nano .

Los ingenieros de Yale, Jan Schroers y André Taylor, han desarrollado minúsculos nanocables hechos de una innovadora aleación de metal conocida como vidrio metálico a granel (BMG) que tiene grandes áreas de superficie, exponiendo así más catalizador. También mantienen su actividad durante más tiempo que los sistemas catalíticos de pila de combustible tradicionales.

La tecnología actual de pilas de combustible utiliza negro de carbón, un material de carbono económico y eléctricamente conductor, como soporte de partículas de platino. El carbono transporta electricidad, mientras que el platino es el catalizador que impulsa la producción de electricidad. Cuantas más partículas de platino esté expuesto el combustible, más electricidad se produce. Sin embargo, el negro de carbón es poroso, para que el platino dentro de los poros internos no quede expuesto. El negro de carbón también tiende a corroerse con el tiempo.

"Para producir pilas de combustible más eficientes, desea aumentar la superficie activa del catalizador, y quieres que tu catalizador dure "Dijo Taylor.

A 13 nanómetros de escala (aproximadamente 1/10, 000 el ancho de un cabello humano), los nanocables BMG que desarrollaron Schroers y Taylor son aproximadamente tres veces más pequeños que las partículas de negro de humo. Los nanocables de largo la forma delgada les da un área superficial mucho más activa por masa en comparación con el negro de carbón. Además, en lugar de pegar partículas de platino sobre un material de soporte, el equipo de Yale incorporó el platino en la propia aleación de nanocables, asegurándose de que continúe reaccionando con el combustible a lo largo del tiempo.

Es la composición química única de los nanocables lo que hace posible darles la forma de varillas tan pequeñas utilizando un método de prensado en caliente. dijo Schroers, quien ha desarrollado otras aleaciones BMG que también se pueden moldear por soplado en formas complicadas. Los nanocables BMG también conducen la electricidad mejor que el negro de carbón y los nanotubos de carbón, y son menos costosos de procesar.

Hasta ahora, Taylor ha probado su sistema catalizador para pilas de combustible a base de alcohol (incluidas las que utilizan etanol y metanol como fuentes de combustible), pero dicen que el sistema podría usarse en otros tipos de pilas de combustible y algún día podría usarse en dispositivos electrónicos portátiles como computadoras portátiles y teléfonos celulares, así como en sensores remotos.

"Esta es la introducción de una nueva clase de materiales que se pueden utilizar como electrocatalizadores, Taylor dijo. "Es un paso real para hacer que las celdas de combustible sean comercialmente viables y, por último, complementar o reemplazar baterías en dispositivos electrónicos ".